CAN通讯常见的几个问题及解决方法

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1、低波特率通信正常，高波特率无法通信

问题：终端电阻未匹配。CAN收发器芯片内部的CAN线CANH、CANL引脚是开漏结构，如下图 1，总线上的寄生电容在显性状态时会被充电，而从显性状态切换到隐性状态的时候，总线上的电容要放电。如果CANH、CANL之间没有匹配电阻或者匹配的终端电阻太大，就会导致电容上的电荷放电速度过慢，从而导致在下降沿出线边沿下降过缓的现象，如图 2，从而就会出现通信问题。
解决方法：匹配适当的终端电阻。

图 1 CAN收发器芯片内部CANH、CANL结构

图 2 显性状态切换到隐性状态边沿缓慢

2、总线电容过大导致的通讯异常。
问题：总线电容过大。总线电容过大会影响CAN差分波形上升下降速度，如上图2。
解决方法：

a. 检查CAN总线上是否有外加电容、是否有保护器件(TVS等)的寄生电容过大等问题，适当去除，以降低电容。

b. 降低工作波特率。波特率降低可以延长位时间，减小电容的影响，但若电容过大，则不一定有效。

3、应用中易损坏，更换模块后正常。
问题：保护不足。CAN模块由于体积受限，内部保护电路等级不高。在一些环境恶劣的应用现场，干扰能量过大易造成损坏。
解决方法：根据损坏情况适当增加保护电路。图 3 是推荐的典型保护电路简图。

图 3 CAN接口防静电设计

电路EMC设计说明：

a.电路滤波设计要点：

L1为共模电感，用于滤除差分线上的共模干扰，其阻抗选择范围为120Ω/100MHz ~2200Ω/100MHz，典型值选取600Ω/100MHz；

C1、C2为信号线上的滤波电容，给干扰提供低阻抗的回流路径，我一般取33pF，太大了会对通讯造成影响；

C3为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上，C3容值可根据测试情况进行调整；

b.电路防护设计要点：

D1、D2为瞬态抑制二极管，因为TVS只是用来静电防护，TVS的功率不作要求。TVS管的结电容对信号传输有一定的影响，CAN接口推荐使用结电容小于100pF的TVS管。

接口电路设计备注：

如果设备为金属外壳，同时单板可以独立的划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连；

如果设备为非金属外壳，那么接口地PGND与单板地GND直接电气连接。

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来源：8号线攻城狮

电路芯片通信

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首次发布时间：2023-06-17